CN104983467B - 一种利用ct透视引导遥控实时穿刺的机器人装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置，包括下立柱(100)、上立柱(200)和连接架(300)；上立柱(200)的底端与下立柱(100)的顶端连接，且上立柱(200)能够相对于下立柱(100)滑动；连接架(300)的一端套设于上立柱(200)上，连接架(300)的另一端固定设置有套筒(301)；横梁(302)从套筒(301)内穿过，且横梁(302)能够沿着套筒(301)方向自由移动；横梁(302)的一端固定设置有横梁端头(303)；横梁端头(303)上设置有圆形转盘(304)，且圆形转盘(304)能够相对于横梁端头(303)绕横梁(302)的中心轴线自由转动；圆形转盘(304)的表面设置有滑槽(305)；滑槽(305)内设置有滑块(306)，且滑块(306)能够在滑槽(305)内自由滑动。当医生采用所述机器人装置进行遥控实时穿刺时，能够避免射线对医生的辐射，并且医生对穿刺针的操作更为方便。

Description

一种利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置

技术领域

本发明涉及利用CT透视引导遥控实时穿刺的技术领域。更具体地，涉及一种利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置。

背景技术

现有技术中，无论采用何种导航技术，CT引导穿刺方法是先对患病身体部位进行CT扫描，扫描完成后获得CT图像，医生根据CT图像显示的病灶位置或在导航设备的辅助下将穿刺针盲穿至患者体内的病灶位置。该种方法的缺点是医生无法准确判断穿刺针的针尖是否准确地达到患者体内的病灶位置、更无法看到穿刺针在患者体内行进中引起的异常变化，因此准确性和安全性均没有保证，如果医生想在穿刺过程中准确判断穿刺针的针尖实际到达的位置和穿刺针引起的体内变化，需要对患者进行多次CT扫描，以根据新获得的CT图像矫正穿刺针的角度及其针尖的位置，耗时耗力、精确度低，而且不能防范并发症的发生。

为了克服上述缺点，技术人员设计出了穿刺定位导航系统，该穿刺定位导航系统可以帮助医生较为准确和快速地将穿刺针穿刺到患者体内的目标点。但是，该穿刺定位导航系统依然是先对患者体内的目标点进行CT扫描，在CT扫描完成后获得CT图像，医生根据CT图像显示的病灶位置将穿刺针盲穿至患者体内。当医生按照给定的角度将穿刺针盲穿至患者体内时，由于患者组织器官的结构和硬度不均匀常常引起穿刺针的角度和位置发生偏移，进而导致穿刺的准确性降低。更为重要的是，穿刺过程中，医生无法观察到患者体内穿刺针的位置及由穿刺引起的一切变化，因此安全性没有保证。

现有技术中，已经有多种新型的穿刺导航设备应用于临床，这些穿刺导航设备均采用虚拟导航。所谓虚拟导航是指，医生根据之前扫描获得的图像假定当前患者的组织空间结构的情况，然后对患者进行穿刺。虚拟导航的缺点是无法将患者的组织空间结构即时反应给医生，二者之间存在一定的时间迟延。各种导航设备辅助穿刺的最大缺点是：无法克服穿刺过程中患者的生理运动例如呼吸对穿刺针角度和位置的影响，医生无法实时观察穿刺针在患者体内的运动方向和针尖实际到达的位置，进而无法避免穿刺对患者组织器官的影响，例如穿刺引起的出血和气胸，以及穿刺对重要器官的致命性损伤。简言之，上述穿刺导航设备的准确性和安全性无法完全保证。

利用CT透视引导实时穿刺能够克服患者的生理运动对穿刺方向的影响，并且在穿刺过程中可以实时监测穿刺针穿过组织器官所引起的变化，从而能够大大提高穿刺的准确性和安全性。但是，常规的CT透视的应用需要医生紧靠CT扫描架站立，并把手伸入扫描架内手持穿刺针，通过医生的手动操作将穿刺针穿入患者体内。一方面由于医生暴露于X射线下操作难以避免射线对医生的辐射；另一方面，医生的操作受到CT机特定的狭小空间的限制，使得医生对穿刺针的操作极为不方便，从而影响穿刺的效果。因此，尽管利用CT透视引导穿刺的准确性和精确性很高，但在临床实践中却很少应用。

现有技术中，还没有利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置。因此，需要提供一种用于利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置，该机器人装置包括下立柱、上立柱和连接架；

上立柱的底端与下立柱的顶端连接，且上立柱能够相对于下立柱滑动；

连接架的一端套设于上立柱上，连接架的另一端固定设置有套筒；

横梁从套筒内穿过，且横梁能够沿着套筒方向自由移动；横梁的一端固定设置有横梁端头；

横梁端头上设置有圆形转盘，且圆形转盘能够相对于横梁端头绕横梁的中心轴线自由转动；

圆形转盘的表面设置有滑槽；滑槽内设置有滑块，且滑块能够在滑槽内自由滑动；

滑块的表面固定设置有固定臂，且固定臂与滑块成L字形；

固定臂的自由端的两侧分别设置有固定螺母和夹持器，夹持器内夹持有穿刺针，且通过旋转固定螺母能够调节夹持器将穿刺针夹紧或松开。

优选地，所述机器人装置还包括支撑架；所述下立柱的侧壁上固定设置有销轴；支撑架的一端与销轴连接，且支撑架能够绕销轴转动，支撑架的另一端设置有托板。

进一步优选地，所述机器人装置还包括置于所述托板上的控制器。

进一步优选地，所述控制器包括操作手柄和按键。

进一步优选地，所述机器人装置还包括设置于所述托板的边缘的显示器，用于显示所述穿刺针的针尖位置的影像。

优选地，所述机器人装置还包括底座；底座的上端面设有一对导轨，底座的底面设置有四个脚轮。

进一步优选地，所述下立柱的底端固定设置有脚板，脚板的底面能够与导轨配合，使得脚板能够沿着所述导轨滑动。

进一步优选地，所述机器人装置还包括盖合于所述底座的上端面的底座盖板；底座盖板的中心位置设置有矩形的通孔，且通孔的长边沿所述导轨方向；所述下立柱从通孔内穿过。

优选地，所述固定臂的中间位置的一侧固定设置有摄像头，且摄像头朝向所述穿刺针的针尖位置，摄像头用于实时观察所述穿刺针的针尖位置并实时拍摄所述穿刺针的针尖位置的影像。

优选地，所述下立柱的侧壁上固定设置有T字形扶手。

本发明的有益效果如下：

所述机器人装置包括横梁、圆形转盘、滑槽、固定臂和夹持器，夹持器内夹持有穿刺针，当采用所述机器人装置进行实时穿刺时，医生回到与扫描室相邻的控制室，并在控制室内通过遥控的方式控制CT机对患者进行扫描，此时，医生一边观察由扫描室传输至控制室的穿刺针的针尖位置的影像，一边通过遥控的方式调整穿刺针的位置和角度，从而实现遥控实时穿刺，一方面能够避免射线对医生的辐射，另一方面医生的操作不受CT机的狭小空间的限制，使得医生对穿刺针的操作更为方便。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明实施例提供的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置的示意图之一。

图2示出本发明实施例提供的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置的示意图之二。

图3示出本发明实施例提供的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置的局部放大示意图。

图4示出本发明实施例提供的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置的使用状态图之一。

图5示出本发明实施例提供的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置的使用状态图之二。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本实施例提供的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置包括下立柱100、上立柱200、连接架300、支撑架400和底座500。

上立柱200的底端与下立柱100的顶端连接，且上立柱200能够相对于下立柱100滑动。通过上立柱200相对于下立柱100的滑动调节上立柱200的高度。连接架300的一端套设于上立柱200上，连接架300的另一端固定设置有套筒301。横梁302从套筒301内穿过，且横梁302能够沿着套筒301方向自由移动。下立柱100的侧壁上固定设置有销轴101。支撑架400的一端与销轴101连接，且支撑架400能够绕销轴101转动，支撑架400的另一端设置有托板401。控制器402置于托板401上。控制器402包括操作手柄403和按键404。显示器405设置于托板401的边缘。

底座500的上端面设有一对导轨501，底座500的底面设置有例如四个脚轮502。下立柱100的底端固定设置有脚板102，脚板102的底面能够与导轨501配合，使得脚板102能够沿着导轨501滑动。底座盖板503盖合于底座500的上端面，且底座盖板503的中心位置设置有矩形的通孔504，且通孔504的长边沿导轨501方向。下立柱100从通孔504内穿过。当脚板102沿着导轨501滑动时，脚板102带动下立柱100在通孔504内移动。下立柱100的侧壁上固定设置有T字形扶手103。T字形扶手103用于供用户推动所述机器人装置。

如图3所示，横梁302的一端固定设置有横梁端头303。横梁端头303上设置有圆形转盘304，且圆形转盘304能够相对于横梁端头303绕横梁302的中心轴线自由转动。圆形转盘304的表面设置有滑槽305。滑槽305内设置有滑块306，且滑块306能够在滑槽305内自由滑动。滑块306的表面固定设置有固定臂307，且固定臂307与滑块306成L字形。固定臂307的自由端的两侧分别设置有固定螺母308和夹持器309，夹持器309内夹持有穿刺针600，且通过旋转固定螺母308能够调节夹持器309将穿刺针600夹紧或松开。固定臂307的中间位置的一侧固定设置有摄像头310，且摄像头310朝向穿刺针600的针尖位置。摄像头310用于实时观察穿刺针600的针尖位置并实时拍摄穿刺针600的针尖位置的影像，并且将该影像发送给显示器405。显示器405用于显示穿刺针600的针尖位置的影像。

如图4和图5所示，使用时，将所述机器人装置置于CT扫描室内并固定于CT机700旁边，患者躺卧于扫描手术床800上。通过调节扫描手术床800的位置使患者体内的目标点位于CT扫描视野内。医生在CT扫描室内，通过显示器405观察穿刺针600的针尖位置的影像，同时利用控制器402的操作手柄403和按键404调整穿刺针600的位置和角度，使得穿刺针600能够瞄准患者体内的目标点。然后，医生回到与扫描室相邻的控制室，并在控制室内通过遥控的方式控制CT机700对患者进行扫描。此时，医生一边观察由扫描室传输至控制室的穿刺针600的针尖位置的影像，一边通过遥控的方式调整穿刺针600的位置和角度，从而实现遥控实时穿刺。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置，其特征在于，该机器人装置包括下立柱(100)、上立柱(200)和连接架(300)；

上立柱(200)的底端与下立柱(100)的顶端连接，且上立柱(200)能够相对于下立柱(100)滑动；

连接架(300)的一端套设于上立柱(200)上，连接架(300)的另一端固定设置有套筒(301)；

横梁(302)从套筒(301)内穿过，且横梁(302)能够沿着套筒(301)方向自由移动；横梁(302)的一端固定设置有横梁端头(303)；

横梁端头(303)上设置有圆形转盘(304)，且圆形转盘(304)能够相对于横梁端头(303)绕横梁(302)的中心轴线自由转动；

圆形转盘(304)的表面设置有滑槽(305)；滑槽(305)内设置有滑块(306)，且滑块(306)能够在滑槽(305)内自由滑动；

滑块(306)的表面固定设置有固定臂(307)，且固定臂(307)与滑块(306)成L字形；

固定臂(307)的自由端的两侧分别设置有固定螺母(308)和夹持器(309)，夹持器(309)内夹持有穿刺针(600)，且通过旋转固定螺母(308)能够调节夹持器(309)将穿刺针(600)夹紧或松开；

所述固定臂(307)的中间位置的一侧固定设置有摄像头(310)，且摄像头(310)朝向所述穿刺针(600)的针尖位置，摄像头(310)用于实时观察所述穿刺针(600)的针尖位置并实时拍摄所述穿刺针(600)的针尖位置的影像。

2.根据权利要求1所述的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置，其特征在于，所述机器人装置还包括支撑架(400)；

所述下立柱(100)的侧壁上固定设置有销轴(101)；支撑架(400)的一端与销轴(101)连接，且支撑架(400)能够绕销轴(101)转动，支撑架(400)的另一端设置有托板(401)。

3.根据权利要求2所述的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置，其特征在于，所述机器人装置还包括置于所述托板(401)上的控制器(402)。

4.根据权利要求3所述的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置，其特征在于，所述控制器(402)包括操作手柄(403)和按键(404)。

5.根据权利要求2所述的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置，其特征在于，所述机器人装置还包括设置于所述托板(401)的边缘的显示器(405)，用于显示所述穿刺针(600)的针尖位置的影像。

6.根据权利要求1所述的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置，其特征在于，所述机器人装置还包括底座(500)；

底座(500)的上端面设有一对导轨(501)，底座(500)的底面设置有四个脚轮(502)。

7.根据权利要求6所述的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置，其特征在于，所述下立柱(100)的底端固定设置有脚板(102)，脚板(102)的底面能够与导轨(501)配合，使得脚板(102)能够沿着所述导轨(501)滑动。

8.根据权利要求7所述的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置，其特征在于，所述机器人装置还包括盖合于所述底座(500)的上端面的底座盖板(503)；

底座盖板(503)的中心位置设置有矩形的通孔(504)，且通孔(504)的长边沿所述导轨(501)方向；所述下立柱(100)从通孔(504)内穿过。

9.根据权利要求1所述的利用CT透视引导遥控实时穿刺的机器人装置，其特征在于，所述下立柱(100)的侧壁上固定设置有T字形扶手(103)。